DE2755773A1

DE2755773A1 - INK FOR A WRITING DEVICE

Info

Publication number: DE2755773A1
Application number: DE19772755773
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Rosenstock; Gerhard Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1979-06-21
Also published as: CA1113202A; SE7812814L; NL183895B; US4261748A; IT1101366B; IT7830577A0; DE2755773C2; AU4248578A; CH637156A5; FR2411870A1; GB1579304A; NL183895C; NL7812129A; AU521425B2; JPS5483504A; SE443991B; FR2411870B1; JPS5547067B2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser ZeichenSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark

Berlin und München VPA 77 P 2 ¹J 2 2 BRDBerlin and Munich VPA 77 P 2 ¹ J 2 2 BRD

Tinte für eine SchreibeinrichtungInk for a writing device ··

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tinte für eine Schreibeinrichtung, insbesondere für Tintenschreibeinrichtungen, bei denen die Tinte aus einem vom Aufzeichnungsträger abgehobenen Schreibkopf durch Druck in Richtung auf den Aufzeichnungsträger abgegeben wird und bei denen in der Ausstoßkammer Unterdruck entsteht.The invention relates to an ink for a writing device, in particular for ink writing devices in which the ink comes from a writing head lifted from the recording medium released by pressure in the direction of the recording medium and where there is negative pressure in the discharge chamber.

Es ist bekannt, Aufzeichnungsträger durch gesteuertes Aufspritzen von Tintenflüssigkeit - ohne daß der Aufzeichnungskopf den Aufzeichnungsträger berührt - mit Informationen zu beschreiben. Dazu wird die Tintenflüssigkeit unter Druck aus einer einzigen Düse oder einer Mehrzahl von Düsen tröpfchenförmig in Richtung auf den Aufzeichnungsträger ausgestoßen. Es ist bekannt, die Tintenflüssigkeit unter geringem oder hohem Druck dem Schreibkopf zuzuführen oder aber unter geringfügigem Unterdruck am Schreibkopf anzulegen. Durch elektrostatische Felder oder aber durch Raumveränderungen in der Tintenausstoßkammer des Schreibkopfes wird der Tintenausstoß aus dem Schreibkopf bewerkstelligt oder unterstützt.It is known to produce recording media by controlled spraying of ink liquid - without the recording head touching the recording medium touched - to describe with information. To do this, the ink liquid is pressurized from a single nozzle or a plurality of nozzles ejected in the form of droplets in the direction of the recording medium. It is known the ink liquid to be fed to the write head under low or high pressure or under a slight negative pressure on the write head to put on. The Ink ejection from the write head accomplished or supported.

Eine Problemursache für die Anwendung derartiger Tintenstrahlschreibeinrichtungen ist die verwendete Tinte. Diese Tinte soll einerseits auf dem Aufzeichnungsträger einen möglichst kontrastreichen, unzerstörbaren Niederschlag bilden und andererseits die Düsen auch bei längeren Stillstandszeiten nicht verstopfen.A source of problems for the use of such ink jet writing devices is the ink used. On the one hand, this ink should be as high-contrast as possible on the recording medium, Form indestructible precipitate and, on the other hand, do not clog the nozzles even during longer downtimes.

Es sind eine Reihe von Tinten für die Flüssigkeitsaufzeichnung bekannt geworden, bei denen angestrebt wird, die Viskosität unterThere are a number of inks used for liquid recording become known, in which the aim is to reduce the viscosity below

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10 cP oder sogar unter 5 cP bei einer Oberflächenspannung von 40 bis 50 dyn pro Zentimeter zu erzielen. Insbesondere der Bemessung der Viskosität der Tintenflüssigkeit auf einen niedrigen Wert, zumindest unter 10 cP wurde bei der Erstellung derartiger Tinten eine hohe Bedeutung zugemessen. Darüber hinaus wurden auch Maßnahmen bekannt, die z.B. darauf hinauslaufen, glatte Oberflächen beschreiben zu können, und zwar dadurch, daß die Oberfläche durch einen agressiven Tintenbestandteil angelöst wird.10 cP or even below 5 cP with a surface tension of 40 to 50 dynes per centimeter. In particular, making the viscosity of the ink liquid low Great importance was attached to value, at least below 10 cP, when creating such inks. In addition, were also Measures known which, for example, amount to being able to describe smooth surfaces, namely by making the surface is dissolved by an aggressive ink component.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tinte bereitzustellen, welche zur Aufzeichnung von Informationen auf normalem Schreibpapier geeignet ist und bei der eine Verstopfung der Schreibdüsen mit größter Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen ist. Eine Verstopfung der Schreibdüsen würde nämlich den AufzeichnungsvorThe object of the present invention is to provide an ink which is used for recording information on normal Writing paper is suitable and in which a clogging of the writing nozzles is very likely to be ruled out. One Blockage of the writing nozzles would prevent the recording gang unterbrechen. Bei direkt bedienten Schreibmaschinen kann eine Beseitigung der Verstopfung durch die Bedienperson herbeigeführt werden. Trotzdem ist eine derartige Störung auch hier sehr lästig. Bei nicht dauernd von einer Bedienperson direkt überwachten und bedienten Schreibeinrichtungen, wie z.B. Daten- oderinterrupt corridor. With directly operated typewriters, an elimination of the blockage can be brought about by the operator. Even so, there is such a disturbance here too very annoying. In the case of writing devices that are not continuously monitored and operated by an operator, such as data or Fernschreibmaschinen, können durch Verstopfung der Schreibdüse herbeigeführte Ausfälle der Schreibeinrichtung nicht in Kauf genommen werden. Eine überwachung der Funktionstüchtigkeit an dieser Stelle ist äußerst schwierig, obzwar auch möglich. Da zumindest die an ein öffentliches Fernschreibnetz angeschlossenenTeletypewriters cannot accept failures of the writing device caused by clogging of the writing nozzle. Monitoring the functionality at this point is extremely difficult, although it is also possible. Since at least those connected to a public teletype network Fernschreibmaschinen immer empfangsbereit sein müssen, und zwar auch im unüberwachten Zustand, muß die Störanfälligkeit auch des Schreibkopfes auf ein Mindestmaß reduziert werden.Teletyping machines must always be ready to receive, even in the unsupervised state, the susceptibility to failure must also be the Writing head can be reduced to a minimum.

Auf diesen Überlegungen baut die Erfindung auf. Danach ist eine Tinte bereitzustellen, welche einerseits auch bei unterschiedlichen normalen Umwelteinflüssen die Funktionstüchtigkeit des Schreibkopfes nicht beeinträchtigt und die auf normalen Aufzeichnungsträgern ein kontrastreiches, stabiles Schriftbild zu erzeugen vermag.The invention is based on these considerations. After that is a To provide ink which, on the one hand, does not impair the functionality of the writing head even under different normal environmental influences and which is able to produce a high-contrast, stable typeface on normal recording media.

Eine Tinte, die diesen Anforderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Farbstoffsäure und ein die Säure zumindest komplexierender alkalisch wirkender Lösungsvermittler in Lösungsmitteln mit einem großen Dipolmoment und mit einem die Verdunstung kompensierenden hygroskopischen Verhalten gelöst ist.According to the invention, an ink which meets these requirements is characterized in that dye acid and one the acid at least complexing alkaline solubilizer in solvents with a large dipole moment and with a die Evaporation compensating hygroscopic behavior is resolved.

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Bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einer Tinte findet Berücksichtigung, daß der in der Farbstoffsäure enthaltene Farbstoff in der Lage ist, ein kontrastreiches, stabiles Schriftbild auf einem handelsüblichen normalen Aufzeichnungsträger zu liefern.In the composition of an ink according to the invention, consideration is given to that the dye contained in the dye acid is able to produce a high-contrast, stable typeface a commercially available normal recording medium.

Andererseits wird dem Umstand Rechnung getragen, daß eine Verstopfung innerhalb des Schreibkopfes, insbesondere im Bereich der Austrittsdüse, aber auch im Bereich von Filtern mit höchster Sicherheit verhindert wird. Durch ein hohes Dipolmoment des Lösungsmittels wird der Farbstoffträger mit höchster Sicherheit im Lösungsmittel aufgelöst, so daß keine Farbstoffpartikelchen zur Verstopfung führen können. Durch ein entsprechendes hygroskopisches Verhalten des Lösungsmittels wird der Verdunstungsverlust des Lösungsmittels kompensiert, so daß jeweils die vorgegebene Viskosität des Gemisches erhalten bleibt.On the other hand, the fact that clogging is taken into account inside the writing head, especially in the area of the outlet nozzle, but also in the area of filters with maximum security is prevented. Due to the high dipole moment of the solvent, the dye carrier is extremely safe in the solvent dissolved so that no dye particles can lead to clogging. With a corresponding hygroscopic Behavior of the solvent, the evaporation loss of the solvent is compensated, so that in each case the predetermined The viscosity of the mixture is retained.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Tintenflüssigkeit eine Viskosität zwischen 15 cP und 100 cP auf, wobei besonders günstig eine Viskosität von ca. 20 cP ist. Insbesondere für Schreibeinrichtungen, bei denen die Tinte lediglich durch Veränderung des Raumvolumens im Schreibkopf aus dem Schreibkopf ausgestoßen wird, wirkt sich ein Tintengemisch mit einer Viskosität der angegebenen Werte besonders günstig aus, da in diesem Fall durch das erzielte Dämpfungsverhalten der Tintenflüssigkeit die Tröpfchenfrequenz des ausgestoßenen Tintenstrahls vorteilhaft beeinflussen läßt.According to a preferred embodiment of the invention, the ink liquid a viscosity between 15 cP and 100 cP, a viscosity of approx. 20 cP being particularly favorable. In particular for writing devices in which the ink is removed from the writing head simply by changing the volume of space in the writing head is ejected, an ink mixture with a viscosity of the specified values has a particularly favorable effect, since in In this case, the droplet frequency of the ejected ink jet is controlled by the damping behavior achieved by the ink liquid can be beneficial.

Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung zweckmäßig, das Lösungsgemisch für die Tinte dahingehend auszugestalten, daß die einzelnen Komponenten des Lösungsgemisches jeweils Viskositäten mit } nahe der Viskosität des Lösungsgemisches liegenden Werten aufweist. Durch Veränderung der einzelnen Komponenten, beispielsweise durch Verdunstung oder durch Temperaturschwankungen oder ähnliche Einflüsse, wird der angestrebte Viskositätswert somit nicht wesentlich verändert.Furthermore, it is expedient within the scope of the invention to design the mixed solution for the ink in such a way that the individual Components of the mixed solution each have viscosities with values close to the viscosity of the mixed solution. By changing the individual components, for example by evaporation or by temperature fluctuations or similar influences, the desired viscosity value is therefore not significantly changed.

Im Prinzip ist es möglich, zur Erreichung der erfindungsgemäß angestrebten Eigenschaften, beispielsweise ein Gemisch aus WasserIn principle it is possible to achieve the properties aimed for according to the invention, for example a mixture of water

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und Diäthylenglykol zu verwenden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens bietet sich aber eine weitere Verbesserung des Tintengemisches dadurch an, wenn als Lösungsmittel Diäthylenglykol und Dimethylsulfoxyd Verwendung finden. Dimethylsulfoxid hat ähnlich wie Wasser ein hohes Dipolmoment und ist damit ein gutes Lösungsmittel. Außerdem ist es hygroskopisch, hat eine niedrige Verdunstungsrate und dringt besonders schnell in Papier ein. Auch bezüglich der Viskosität entspricht Dimethylsulfoxyd etwa Wasser und ist ebenso wie Wasser mit Diäthylenglykol beliebig mischbar.and diethylene glycol to use. In the context of the invention The idea, however, offers a further improvement of the ink mixture if the solvent and diethylene glycol Find dimethyl sulfoxide use. Dimethyl sulfoxide, like water, has a high dipole moment and is therefore a good solvent. It is also hygroscopic, has a low evaporation rate and penetrates paper particularly quickly. Also regarding the viscosity of dimethyl sulfoxide is roughly equivalent to water and, like water, can be mixed as required with diethylene glycol.

Ein Lösungsgemisch aus Diäthylenglykol und Dimethylsulfoxyd ist bei -20° C noch so flüssig, daß ein Schreibbetrieb möglich ist. Selbst bei Temperaturen von -70° C ist das Gemisch noch nicht gefroren, sondern noch zähflüssig, so daß zwar kein Schreibbetrieb mehr möglich ist, eine Zerstörung des Schreibkopfes aber nicht zu befürchten ist. Die beiden Komponenten der Tintenflüssigkeit haben innerhalb der an sich sehr breiten Viskositätenskala mit der Viskosität von 2 cP für Dimethylsulfoxyd und mit der Viskosität von 38 cP für Diäthylenglykol nahe beieinanderliegende Werte.A mixed solution of diethylene glycol and dimethyl sulfoxide is still so liquid at -20 ° C that writing is possible. Even at temperatures of -70 ° C, the mixture is not frozen, but rather viscous, so that no writing operation is possible more is possible, but destruction of the print head is not to be feared. The two components of the ink fluid have within the very broad viscosity scale with the viscosity of 2 cP for dimethyl sulfoxide and with the viscosity of 38 cP for diethylene glycol are close together.

Außerdem hat das Gemisch eine günstige Verdunstungszahl und ist darüber hinaus hygroskopisch, so daß Verdunstungsverluste wieder kompensiert werden.In addition, the mixture has a favorable evaporation rate and is moreover hygroscopic, so that evaporation losses are compensated for again.

Weiterhin wirken sich die Lösungsmittel Dimethylsulfoxyd und Diäthylenglykol insoweit günstig für den bevorzugten Anwendungszweck für die erfindungsgemäße Tinte aus, daß sie eine geringe Löslichkeit für Gase, insbesondere für Luft und einen sehr niedrigen Dampfdruck haben. Eine für den Betrieb schädliche Gasbildung, insbesondere durch Kavitation bei der sich erweiternden Volumenbildung innerhalb des Schreibkopfes ist damit verhindert.Furthermore, the solvents dimethyl sulfoxide and diethylene glycol have a beneficial effect for the preferred application for the ink according to the invention in that they have a slight effect Have solubility for gases, especially air, and have a very low vapor pressure. Gas formation that is harmful to operation, In particular, cavitation in the widening volume formation within the writing head is thus prevented.

Als alkalisch wirkender Lösungsvermittler wird bevorzugter Weise Soda angewandt. Nach einer anderen bevorzugten Form wird als alkalisch wirkender Lösungsvermittler Triäthanolamin verwendet. Dadurch ist die Farbstoffkonzentration im Lösungsmittel in vorteilhafter Weise dosierbar.Soda is preferably used as an alkaline solubilizer. Another preferred form is called alkaline acting solubilizer triethanolamine used. This makes the dye concentration in the solvent more advantageous Way to dose.

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Beispielsweise beinhaltet eine Tinte mit den erfindungsgemäßen Merkmalen bei Verwendung von Soda als Lösungsvermittler für 2,7 bis 2,9 Gewichtsprozente Farbkomponenten im Lösungsgemisch, das zu ca. 2/3 der Masse aus Diäthylenglykol und zu ca. 1/3 der Masse aus Dimethylsulfoxyd besteht.For example, includes an ink with the features of the invention when using soda as a solubilizer for 2.7 to 2.9 percent by weight of color components in the mixed solution, the approx. 2/3 of the mass consists of diethylene glycol and approx. 1/3 of the mass consists of dimethyl sulfoxide.

100 g Farbstoffsäure ist in einem Liter Tintenflüssigkeit beispielsweise auflösbar bei einem Volumenanteil von Triäthanolamin als Lösungsvermittler und einem Lösungsgemisch aus 3 Volumenteilen Diäthylenglykol und von fünf Volumenteilen Dimethylfulfoxyd.For example, 100 g of dye acid is in one liter of ink liquid dissolvable with a volume fraction of triethanolamine as a solubilizer and a solution mixture of 3 volumes of diethylene glycol and five parts by volume of dimethylfulfoxide.

7 Patentansprüche7 claims

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Claims

77 P 2 h 2 2 BRD claims 2 / b o7 / J

1. Ink for a writing device, in particular for ink writing devices, in which the ink from a recording head lifted off the recording medium by pressure in the direction of the recording medium is released and in which negative pressure occurs in the ejection chamber, characterized in that, that dye acid and an alkaline solubilizer which at least complexes the acid in solvents with a large dipole moment and with a hygroscopic behavior that compensates for evaporation.

2. Ink according to claim 1, characterized in that the viscosity the ink liquid is between 15 cP and 100 cP.

3. Ink according to claim 2, characterized in that the viscosity the ink liquid is approx. 20 cP.

4. Ink according to one of claims 2 or 3, characterized in that that the individual components of the solvent each have viscosities close to the viscosity of the mixed solution Have values.

5. Ink according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the solvent is a mixture of diethylene glycol and dimethyl sulfoxide.

6. Ink according to one of claims 1 to 5, characterized in that that soda is used as an alkaline solubilizer.

7. Ink according to one of claims 1 to 5, characterized in that that used as an alkaline solubilizer triethanolamine is.

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